2. Клітина - елементарна одиниця живого організму
Все живе складається з клітин як окремих одиниць і розмножується з клітин, тому клітина вважається щонайменшої одиницею всього живого. Клітка має всі ознаки живого, їй властиві подразливість, обмін речовин, самоорганізація і саморегуляція, передача спадкових ознак. Клітина - це складне, що самоорганізуються освіта органоїдів, що є мікроносієм життя, тому що в кожній клітині міститься генетична інформація, достатня для відтворення всього організму. Всі організми складаються з однієї або багатьох клітин. Розміри клітин варіюються від 0,1 мкм до 155 мм (яйце страуса в шкаралупі).
Життя кожної клітини підпорядкована діяльності всього організму в цілому. Клітини багатоклітинних організмів нездатні до існування у відкритому середовищі, за винятком одноклітинних організмів - бактерій, найпростіших водоростей, грибів. Складові клітки частини позбавлені життєвих здібностей. Клітини, виділені з різних тканин живих організмів і поміщені у спеціальне середовище, можуть рости і розмножуватися. Така здатність клітин широко використовується у дослідницьких та прикладних цілях.
Незважаючи на велику різноманітність і суттєві відмінності в зовнішньому вигляді і функціях, всі клітини складаються з трьох основних частин - плазматичної мембрани, що контролює перехід речовини з навколишнього середовища в клітину і назад, цитоплазми з різноманітною структурою і клітинного ядра, що містить носій генетичної інформації - ДНК. Всі тварини і деякі рослинні клітини містять центріолі - циліндричні структури діаметром близько 0,15 мкм, що утворюють клітинні центри. Зазвичай рослинні клітини оточені оболонкою - клітинною стінкою. Крім того, вони містять пластиди - цитоплазматичні органели (спеціалізовані структури клітин), нерідко містять пігменти, що зумовлюють їх забарвлення.
Навколишнє клітку мембрана складається з двох шарів молекул жироподібних речовин, між якими знаходяться молекули білків. Головна функція клітини - забезпечити пересування цілком певних речовин в прямому і зворотному напрямках до неї. Зокрема, мембрана підтримує нормальну концентрацію деяких солей всередині клітини і відіграє важливу роль в її житті: при пошкодженні мембрани клітина відразу гине, в той же час без деяких інших структурних компонентів життя клітини може тривати протягом деякого часу. Першою ознакою вмирання клітини є починаються зміни в проникності її зовнішньої мембрани.
Усередині клітинної плазматичної мембрани знаходиться цитоплазма, що містить водний розчин соляної з розчинними і зваженими ферментами, (як у м'язових тканинах) та іншими речовинами. У цитоплазмі розташовуються різноманітні органели - маленькі органи, оточені своїми мембранами. До органел, зокрема, відносяться мітохондрії - мішкоподібні освіти з дихальними ферментами. У них перетворюється цукор і вивільняється енергія. У цитоплазмі є і невеликі тільця - рибосоми, що складаються з білка і нуклеїнової кислоти (РНК), за допомогою яких здійснюється синтез білка. Внутрішньоклітинне середовище досить в'язке, хоча 65-85% маси клітини становить вода.
У всіх життєздатних клітинах, за винятком бактерій, міститься ядро, а в ньому - хромосоми - довгі ниткоподібні тільця, що складаються з дезоксирибонуклеїнової кислоти та приєднаного до неї білка.
У багатоклітинному організмі всі складні прояви життя виникають в результаті узгодженої активності складових його клітин.
Життєво важливими функціями клітини є рухливість, подразливість, метаболізм і розмноження. Рухливість клітини виражається у внутрішньоклітинній циркуляції вмісту клітини, перетікання, битті крихітних протоплазматичними виростів, скоротливості. Подразливість визначається здатністю клітини сприймати стимул і реагувати на нього імпульсом або хвилею збудження. Це найбільш властиво нервовим клітинам організмів. Метаболізм включає всі перетворення речовини та енергії, які відбуваються в клітинах.
Найважливішою функцією клітини є її розмноження шляхом поділу та утворення дочірніх клітин. У міру зростання клітини погіршується харчування її окремих елементів, здатність управління внутрішніми процесами клітини знижується, клітина приходить в нестійкий стан. Далі відбувається поділ клітини на дві дочірні, як вихід із нестійкого стану, новостворені клітини знаходять стійкість до моменту наступного поділу. При розподілі дочірньої клітини передається повний набір хромосом, що несуть генетичну інформацію. Тому перед поділом число хромосом у клітині подвоюється і при розподілі кожна дочірня клітка одержує по одному їх набору. У будь-якому організмі протягом всього його життя йде процес заміни старих клітин на які утворюються нові. Середній термін життя клітин людини - один-два дні, а загальна кількість клітин - приблизно 10 15. Саме здатність відтворювати самих себе, а не тільки здатність рости і харчуватися і дозволяє вважати клітини дрібними одиницями живого.
Основні структурні відмінності між тваринами і рослинними клітинами нечисленні. По-перше, тваринні клітини, на відміну від рослинних (виключаючи нижчі рослини), містять невеликі тільця - центріолі, розташовані в цитоплазмі. По-друге, як уже говорилося, клітини рослин мають у своїй цитоплазмі білкові освіти - пластиди, яких немає у тварин. І по-третє, клітини рослин мають згаданої раніше клітинною стінкою, завдяки якій вони зберігають свою форму. Тваринні клітини мають у своєму розпорядженні лише тонкою плазматичною мембраною і тому здатні рухатися і змінювати форму.
Залежно від типу клітин всі організми діляться на дві групи - прокаріотів і еукаріотів. До прокаріотів належать бактерії, а до еукаріотів - всі інші організми: найпростіші, гриби, рослини і тварини. Еукаріоти можуть бути одноклітинними та багатоклітинними. Передбачається, що першими організмами, що з'явилися близько 4-3,5 млрд. років тому, були прокаріоти.